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鋰電池常溫下充放電循環性能的表現分析

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年06月04日  

常溫條件下,鋰離子電池經過一定的充放電周期,它在這個過程中和過程后的表現如何?這是涉及到鋰電池工藝改進方向的問題,為此需要應用一定的試驗參數進行說明,由于國內新能源汽車普及的速度加快,選取大容量鋰電池進行試驗數據采集,有助于見微知著地了解動力鋰電池的性能和特點。

通過鋰電池的測試可以得出以下一般性的結論:按恒流恒壓充電階段區分,其恒流充電容量占充電容量的比率隨循環次數的增加而降低;在3.7V~4.2V的放電平臺放出的電量大于總放電容量的90%,充放電效率不受循環次數的影響。下面進行具體描述。

在描述數據之前,要說明試驗環境:應先選取一只比亞迪80Ah的鈷酸鋰電池,在室溫環境下(10℃~250℃)進行充放電測試。

充放電制度設計:1、充電為恒流恒壓方式,首先以1C即80A恒流充電至4.2V,轉4.2V恒壓充電至電流小于4A(即0.05C)時停止;2、擱置10分鐘后再用80A恒流放電至2.75V;3、恒流放電后擱置10分鐘再進行新一輪的充放電循環,如此反復進行500次。

在這一過程中,需要采集相關數據以形成相應圖表:1、恒流/恒壓充電特性曲線;2、恒流充電容量占總充電容量比例與循環次數的關系;3、放電曲線;4、充放電效率曲線。

通過上述圖表可以看出:

1、從恒流充電階段來看,鋰電池的充電平臺在3.8V~4.1V之間,該階段充入容量達到總充電容量的80%以上。隨著循環次數的增加,電壓上升速度加快,充電時間減少,充入的電量也逐次減退。

2、從恒流充電容量占總充電容量的百分比來看,隨著循環次數的增加,恒流充電容量占總充電容量的百分比平緩下降,而恒壓充電容量占總充電容量的百分比平緩上升。這說明,隨著鋰電池充放電循環次數的增加,電流越小則充電效果越好。

3、從放電曲線來看,其放電平臺(在某一個電壓區間放電曲線平穩,接近一條直線,而不是該區間之前的上升和下降斜線)隨循環次數的增加而降低,在4.2V~3.7V的放電平臺上放出電量占總電量的90%。

4、充放電效率:即每一次放出的電量占已充入電量的百分比。它表示的是一種電池的放電能力,從充放電效率曲線上來看,這個數值基本保持不變,達到99%以上。

我們知道,鋰電池的容量會隨著充放電循環次數的增加而減少,這從上面的數據中可以找到答案。其具體表現為:放電平臺降低,鋰電池充電時間減少,恒流充電占比下降,這些最終表現為可充入電量隨循環次數增加而衰退,而且衰退的速度越來越快。經過500次循環容量必須不低于80%才能算合格品。

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